JP6263567B2 - 自律走行作業車の制御装置 - Google Patents

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Description

この発明は、作業エリアを原動機で自律走行しながら作業機で芝刈り作業する自律走行作業車の制御装置に関する。
この種の自律走行作業車の制御装置としては例えば特許文献１記載の技術が知られている。特許文献１記載の技術は、ブレードの高さが調節自在な芝刈り作業機を備える作業車を提案している。
国際公開第２０１４／００７６９４号
特許文献１記載の技術によれば、ディスプレイから指示するだけで芝刈り作業機の接地面からの高さを自動的に設定することができ、ユーザが手動で調節する不便を解消することができる。
しかしながら、特許文献１記載の技術もそれに止まり、芝の生育状況に応じて設定刈り高さを自動的に上下させることまでは期待することができなかった。そのため、ユーザは依然として作業機の高さの変更を指示せざるを得ず、煩瑣であった。
従って、この発明の課題は、作業機の高さを自動的に変更して芝をユーザによって設定された設定刈り高さに常に維持するようにした自律走行作業車の制御装置を提供することにある。
上記した課題を解決するため、この発明は、作業エリアを自律走行しながら作業機で芝刈り作業を実施する自律走行作業車の制御装置において、ユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力する設定刈り高さ入力部と、前記設定刈り高さ入力部で入力された設定刈り高さに基づいて前記設定刈り高さより高位側に目標刈り高さを設定すると共に、前記設定刈り高さに到達するまで、前記目標刈り高さを所定量ずつ下げるように変更する目標刈り高さ設定部と、前記目標刈り高さ設定部で設定された目標刈り高さに基づいて前記作業機の接地面からの高さを調節する刈り高さ調節部とを備え、前記目標刈り高さ設定部は、前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標刈り高さを前記所定量ずつ下げると共に、前記所定量下げても前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標設定刈り高さを前記所定量より大きな規定量ずつ下げ、前記所定量ずつ下げても前記設定刈り高さに到達しないときは、前記目標設定刈り高さと現状の高さの差分が前記規定量以上の場合、前記目標設定刈り高さを前記規定量ずつ下げる如く構成した。
ユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力し、設定刈り高さ入力部で入力された設定刈り高さに基づいて設定刈り高さより高位側に目標刈り高さを設定すると共に、設定刈り高さに到達するまで、所定量ずつ下げるように変更される目標刈り高さに基づいて作業機の接地面からの高さを調節する如く構成したので、作業機の高さを自動的に変更することができて芝をユーザによって設定された設定刈り高さに常に維持することができると共に、ユーザの煩瑣を解消することができる。また、上記した効果に加え、作業機の高さをより精緻に変更することができて芝を設定刈り高さに一層良く維持することができる。
この発明の実施形態に係る自律走行作業車を全体的に示す概念図である。 図１の自律走行作業車の上面図である。 図１のＥＣＵ（電子制御ユニット）の入出力関係を示すブロック図である。 図１の自律走行作業車の作業エリアなどの説明図である。 図４の充電ステーションの電気的な構成を示すブロック図である。 図５の充電ステーションからエリアワイヤに通電される交流電流信号を示す波形図である。 図４のエリアワイヤからの離間距離と磁界強度との関係を示す図である。 図１の作業車のトレース走行時の動作を示す図である。 図８のトレース走行で生成される作業エリアのマップを示す説明図である。 図１のブレードの高さ調節モータの構成を示す説明図である。 この実施形態に係る装置の動作を示すフロー・チャートである。 同様に、この実施形態に係る装置の動作を示すフロー・チャートである。
図１はこの発明の実施形態に係る自律走行作業車を全体的に示す概念図、図２は図１の自律走行作業車の上面図、図３は図１のＥＣＵ（電子制御ユニット）の入出力関係を示すブロック図である。
以下では上面視における作業車１０の進行方向（車長方向）と、それに直交する横方向（車幅方向）と、進行方向と横方向に直交する鉛直方向とをそれぞれ前後方向、左右方向、上下方向と定義し、それに従って各部の構成を説明する。
図１において符号１０は自律走行作業車（以下「作業車」という）を示す。作業車１０は具体的には芝刈り機からなる。作業車１０の車体１２はシャシ１２ａとそれに取り付けられるフレーム１２ｂとからなる。
作業車１０は、前後方向においてシャシ１２ａの前側にステー１２ａ１を介して固定される比較的小径の左右２個の前輪１４を備えると共に、後側にシャシ１２ａに直接取り付けられる比較的大径の左右の後輪１６を備える。
作業車１０のシャシ１２ａの中央位置付近には芝刈り作業用のブレード（ロータリブレード）２０が取り付けられると共に、その上部には電動モータ（以下「作業モータ」という）２２が配置される。ブレード２０は作業モータ２２に接続され、作業モータ２２によって回転駆動される。ブレード２０と作業モータ２２で作業機が構成される。
作業車１０のシャシ１２ａには、ブレード２０の後端側で２個の電動モータ（原動機。以下「走行モータ」という）２６Ｌ，２６Ｒが取り付けられる。走行モータ２６Ｌ，２６Ｒは左右の後輪１６に接続され、前輪１４を従動輪、後輪１６を駆動輪として左右独立に正転（前進方向への回転）あるいは逆転（後進方向への回転）させる。ブレード２０と作業モータ２２と走行モータ２６などはフレーム１２ｂで被覆される。
この実施形態において、作業車１０はユーザが運搬可能な重量と寸法を有し、例えば全長（前後方向長さ）７１ｃｍ程度、全幅５５ｃｍ程度、高さ３０ｃｍ程度の寸法を有する。
作業車１０の後部には搭載充電ユニット３０と搭載電池（バッテリ）３２とが格納されると共に、フレーム１２ｂには一対の電池充電端子３４が前進方向の前端位置において前方に突出するように取り付けられる。搭載電池３２は例えばリチウムイオン電池からなる。
電池充電端子３４は搭載充電ユニット３０に配線を介して接続されると共に、搭載充電ユニット３０は搭載電池３２に接続される。また、作業モータ２２と走行モータ２６も搭載電池３２に接続され、搭載電池３２から通電されるように構成される。尚、図１では配線の図示を省略する。
作業車１０において車体１２の前側には左右２個の磁気センサ、即ち、第１磁気センサ３６Ｌ、第２磁気センサ３６Ｒが配置され、それぞれ磁界の大きさ（磁界強度）を示す信号を出力する。図２に示す如く、第１、第２磁気センサ３６Ｌ，３６Ｒは作業車１０の車体１２の前後方向において前側に前後方向に延びる車体中心線ＣＬ１に対して左右方向に対称となる位置に配置される。
また、車体１２のフレーム１２ｂには、障害物や異物との接触によってフレーム１２ｂがシャシ１２ａから外れるとき、オン信号を出力する接触センサ４０が取り付けられる。
作業車１０の中央位置付近には収納ボックス（図示せず）が設けられると共に、その内部に収納された回路基板４２上にはマイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。制御装置。以下「ＥＣＵ」という）４４が搭載される。図３に示す如く、ＥＣＵ４４は、ＣＰＵ４４ａと、Ｉ／Ｏ４４ｂと、メモリ（ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ，ＲＡＭ）４４ｃを備える。
また、回路基板４２上には、ＥＣＵ４４に近接して作業車１０の重心位置のｚ軸（鉛直軸）回りの角速度（ヨーレート）を示す出力を生じる角速度センサ４６と、作業車１０に作用するｘ，ｙ，ｚ軸の直交３軸方向の加速度を示す出力を生じる加速度センサ５０と、地磁気に応じた絶対方位を示す出力を生じる方位センサ５２と、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して作業車１０の現在位置（緯度、経度）を示す出力を生じるＧＰＳセンサ５４が設けられる。
また、作業車１０の左右の後輪１６の付近には左右の後輪１６の車輪速を示す出力を生じる車輪速センサ５６が配置されると共に、シャシ１２ａとフレーム１２ｂの間には、ユーザなどによってフレーム１２ｂがシャシ１２ａからリフトされた（持ち上げられた）とき、オン信号を出力するリフトセンサ６０が配置される。搭載電池３２には搭載電池３２の消費電流を示す出力を生じる電流センサ６２が配置される。
また、作業車１０には、作業の動作開始などを指令するメインスイッチ６４と非常停止を指令する非常停止スイッチ６６とがユーザの操作自在に設けられる。さらに、作業車１０のフレーム１２ｂは上面で大きく切り欠かれてそこにユーザの指令などの入力のためのキーボードやタッチパネルなどの入力機器６８が設けられると共に、ディスプレイ７０が設けられる。入力機器６８とディスプレイ７０はＥＣＵ４４に接続され、ディスプレイ７０にはＥＣＵ４４の指令に応じて作業モードなどの各種の情報が表示される。
図３に示す如く、磁気センサ３６、接触センサ４０、角速度センサ４６などのセンサ類の出力とメインスイッチ６４などのスイッチ類の出力は、ＥＣＵ４４に送られ、Ｉ／Ｏ４４ｂを介して入力される。ＥＣＵ４４は、それらの出力に基づき、搭載電池３２から走行モータ２６に通電すると共に、Ｉ／Ｏ４４ｂを介して制御値を出力して走行モータ２６の動作を制御することで作業車１０の走行を制御する。
走行モータ２６Ｌ，２６Ｒは左右の後輪１６を互いに独立に正転（前進方向への回転）あるいは逆転（後進方向への回転）可能に構成され、左右の後輪１６の回転に速度差を生じさせて作業車１０を任意の方向に旋回させるように構成される。
例えば、左右の後輪１６をそれぞれ正転させる際、右後輪１６の回転速度を左後輪１６の回転速度よりも速くすると、その速度差に応じた旋回角度で作業車１０を左方に旋回させる一方、左後輪１６の回転速度を右後輪１６の回転速度よりも速くすると、その速度差に応じた旋回角度で作業車１０を右方に旋回させることができる。また、左右の後輪１６を互いに同一速度で一方を正転、他方を逆転させると、作業車１０はその場で旋回させることができる。
また、ＥＣＵ４４はセンサ類の出力、特に磁気センサ３６の出力から作業エリア（作業領域）ＡＲを検出（認識）し、それに基づいて作業モータ２２に通電して作業エリアＡＲで作業する。
その作業エリアＡＲの検出（認識）とそこでの作業について図４を参照して説明する。
作業エリアＡＲは、その周縁（境界）に配置される、より具体的にはその周縁の地中に埋設されるなどして配置されるエリアワイヤ（電線）７２によって区画される。作業エリアＡＲの内側と外側のいずれか、具体的には内側に作業車１０の搭載電池３２を充電するための充電ステーション（以下「充電ＳＴ」という）７６が配置される。なお、図４では作業車１０や充電ＳＴ７６の大きさなどを誇張して示す。
図５は充電ＳＴ７６の電気的な構成を示すブロック図である。
同図に示す如く、充電ＳＴ７６は、電源（商用電源）８０にコンセント８２を介して接続される充電器８４と、充電器８４に接続される一対の充電端子８６とを備える。充電端子８６は、作業車１０に搭載される一対の電池充電端子３４にその接点３４ａ（図２に示す）を介して接続自在に構成される。
充電器８４は、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａと、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａの動作を制御するマイクロコンピュータからなる充電用ＥＣＵ（電子制御ユニット）８４ｂと、２基の信号発生器８４ｃとを備える。
充電ＳＴ７６において電源８０からコンセント８２を通じて送られる交流は、充電器８４のＡＣ／ＤＣ変換器８４ａで適宜な電圧に降圧されつつ直流に変換されて充電端子８６に送られ、帰還した作業車１０が充電端子８６と電池充電端子３４とを介して接続（ドッキング）されたとき、作業車１０の搭載電池３２を充電するように構成される。
また、ＡＣ／ＤＣ変換器８４ａの出力は信号発生器８４ｃと充電用ＥＣＵ８４ｂに供給される。充電用ＥＣＵ８４ｂはＥＣＵ４４と通信自在に構成され、ＥＣＵ４４の指令に応じて信号発生器８４ｃの動作を制御する。
２基の信号発生器８４ｃは、ＥＣＵ４４の指令に応じた充電用ＥＣＵ８４ｂの指令に従ってＡＣ／ＤＣ変換器８４ａで適宜な電圧に降圧された直流電流を所定の信号に変換し、前記したエリアワイヤ７２とドッキングワイヤ（電線。第１ワイヤ）９０とステーションワイヤ（電線。第２ワイヤ。以下「ＳＴワイヤ」という）９２に通電する。
図６に、第１の信号発生器８４ｃからエリアワイヤ７２に通電される電流波形を示す。電流波形は信号長Ｌを有し、任意な周期Ｔｎで通電される。尚。図示は省略するが、第２の信号発生器８４ｃもドッキングワイヤ９０とＳＴワイヤ９２に同種の電流波形（位相において異なる）を通電する。
図４に戻って作業エリアＡＲの検出について説明すると、信号発生器８４ｃによってエリアワイヤ７２に図６に示されるような電流が流されると、アンペアの右ねじの法則に従ってエリアワイヤ７２を中心として右巻き同心円状の磁界が発生するが、このときの磁界強度はエリアワイヤ７２の全長によって相違すると共に、エリアワイヤ７２からの離間距離によっても相違する。
図７は、エリアワイヤ７２からの離間距離ｄと磁界強度Ｈとの関係を示す図である。同図に示すように、磁界強度Ｈはエリアワイヤ７２からの離間距離ｄに応じて変化し、エリアワイヤ７２上において０となり、作業エリアＡＲの内側でプラス、外側でマイナスの値となる。
ＥＣＵ４４はエリアワイヤ７２への通電によって発生する磁界強度を作業車１０に搭載した磁気センサ３６で検出することによって作業エリアＡＲ内における作業車（自車）１０の位置、即ち、作業車１０が作業エリアＡＲの内側／外側のいずれにいるかを判断すると共に、作業車１０とエリアワイヤ７２との離間距離を検出（算出）する。
具体的には、ＥＣＵ４４は磁気センサ３６Ｌ，３６Ｒの検出値を読み込み、検出値がマイナスになると、例えば角速度センサ４６の検出値に基づいて作業車１０を作業エリアＡＲの内側に向けて所定角度だけ旋回させ、よって作業エリアＡＲの内側で作業車１０を走行（例えばランダムに直進走行）させる。
この実施形態では、ＥＣＵ４４は、作業車１０を作業モードと帰還モードとのうちのいずれかで動作させる。作業モードは作業車１０が作業エリアＡＲ内を自律走行しながら作業を行うモードであり、帰還モードは搭載電池３２への充電が必要になったときに作業車１０を充電ＳＴ７６まで帰還させるモードである。尚、作業モードあるいは帰還モードの一つとしてエリアワイヤ７２上をトレースするように作業車１０を走行させるトレース走行も行われる。ＥＣＵ４４は作業モードの前にトレース走行させることで作業エリアＡＲ、より具体的にはその境界を認識（把握）する。
図８は、トレース走行時の作業車１０の動作を示す図である。同図に示すように、トレース走行時には、左右一対の磁気センサ３６Ｌ，３６Ｒのうち一方の磁気センサ（例えば３６Ｌ）をエリアワイヤ７２の内側に位置させつつ、他方の磁気センサ（例えば３６Ｒ）がエリアワイヤ７２上を矢印Ａ方向に移動するように作業車１０を周回走行させる。
具体的には、ＥＣＵ４４は磁気センサ３６Ｒの出力を監視し、それによって検出される磁界強度Ｈが０となるように走行モータ２６Ｌ，２６Ｒを制御する。例えば、磁気センサ３６Ｒによって検出される磁界強度Ｈがプラスになると、右側の走行モータ２６Ｒを減速かつ左側の走行モータ２６Ｌを増速させ、作業車１０を右側に旋回させる一方、磁気センサ３６Ｒによって検出される磁界強度Ｈがマイナスになると、右側の走行モータ２６Ｒを増速かつ左側の走行モータ２６Ｌを減速させ、作業車１０を左側に旋回させる。
これにより、磁気センサ３６Ｒをエリアワイヤ７２に近づけ、磁気センサ３６Ｒにより検出される磁界強度Ｈを０に維持しつつ、エリアワイヤ７２上を走行することができる。
トレース走行は作業車１０の電池充電端子３４を充電ＳＴ７６の充電端子に接続させた状態から開始され、作業車１０がエリアワイヤ７２に沿って周回走行した後、作業車１０の電池充電端子３４が充電ＳＴ７６の充電端子に再び接続されたときに終了する。
トレース走行開始から終了までの作業車１０の位置はＧＰＳセンサ５４によって検出される。ＥＣＵ４４はＧＰＳセンサ５４と方位センサ５２の出力に基づき、充電ＳＴ７６を基準（原点）とする作業エリアＡＲのマップ（作業エリアマップ）ＭＰを生成する。
図９にそのマップＭＰを示す。マップＭＰにおいてエリアワイヤ７２の位置は作業エリアＡＲの境界線（周縁）Ｌ０として示される。
より具体的には、マップＭＰは、トレース走行開始時の充電ＳＴ７６の位置を原点とし、かつ方位センサ５２によって規定される所定方位を基準とする直交２軸座標の平面（ＸＹ平面）上において境界線Ｌ０の内側の作業エリアＡＲを格子状に等間隔に分割して得られる複数のセルＣｍｐを配列してなる。
マップＭＰにおいて、セルＣｍｐはそれぞれ作業エリアＡＲにおいて例えば縦横１ｍ程度の大きさに相当すると共に、それぞれ固有の位置座標（Ｘ，Ｙ座標）を有する。ＥＣＵ４４は図示のマップＭＰに基づいて走行モータ２６の動作を制御することで作業車１０の走行を制御する。
また、図１に示す如く、ブレード２０にはブレード高さ調節モータ１００が設けられ、ブレード２０は接地面ＧＲからの上下方向の高さが調節可能に構成される。
より具体的には、図１０に示す如く、ブレード高さ調節モータ（以下「高さ調節モータ」という）１００はドライブギア１００ａと、ドライブギア１００ａに噛合するドリブンギア１００ｂと、ドライブギア１００ａの過回転を阻止するラチェット１００ｃとを備え、ドリブンギア１００ｂはブレード２０に接続されるように構成される。
これにより、高さ調節モータ１００が通電されて駆動されると、ブレード２０が上下方向に上下して接地面ＧＲからの高さが調節される。ドリブンギア１００ｂの付近にはフォトセンサ１０２が配置されてブレード２０の、フレーム１２ｂに対する高さ、換言すればブレード２０の接地面ＧＲからの高さを示す出力を生じる。
図１０において符号１２ｂ１はフレーム１２ｂの底部を、符号２０ａはブレード２０のフードを示す。また、ブレード２０は図示のように作業車１０の矢印で示す前方に向けて前下がりとなるようにフレーム１２ｂに取り付けられる。フォトセンサ１０２の出力はＥＣＵ４４に入力され、ＥＣＵ４４はフォトセンサ１０２からの入力値に基づいて高さ調節モータ１００の動作を制御してブレード２０の高さを調節する。
この実施形態に係る自律走行作業車の制御装置の特徴は作業車１０の芝刈り作業にあるので、以下その点に焦点をおいて説明する。
図１１はその自律走行作業車の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ４４によって実行される。より具体的にはそのＣＰＵ４４ａは図３に記載されるように設定刈り高さ入力部（あるいは入力手段）４４ａ１と目標刈り高さ設定部（あるいは設定手段）４４ａ２と刈り高さ調節部（あるいは調節手段）４４ａ３と負荷検出部（あるいは検出手段）４４ａ４を備え、図１０に示す処理はそれら設定刈り高さ入力部４４ａ１などによって実行される。
以下説明すると、図示のプログラムはユーザによってメインスイッチ６４がオンされたときに実行され、先ずＳ１０においてユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さ（例えば３０ｍｍ）を入力する。
尚、ユーザの設定刈り高さの入力は、メインスイッチオンに応じて表示されるディスプレイ７０の指示に従ってユーザが入力機器６８を操作することで行われる。作業車１０は自律走行作業車であることから、ユーザは通例、１年のうちで例えば春にメインスイッチ６４をオンし、そのまま放置した後、秋か冬が到来して初めてオフにすることが多い。
次いでＳ１２に進み、刈り高さを一番上で作業する、即ち、入力されたユーザの設定刈り高さ（３０ｍｍ）よりも高位側（例えば６０ｍｍ）で芝刈り作業を実施する。即ち、目標刈り高さを設定刈り高さよりも上の６０ｍｍに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも６０ｍｍに調節する。
このようにこの実施形態は春に初めてメインスイッチ６４がオンされ、作業エリアの芝はそれより高く生育しているような状況を想定する。具体的には、実際の芝の高さが６０ｍｍであり、入力されたユーザの設定刈り高さが３０ｍｍである状況を前提とし、そのような状況において３日、１日、２日などと作業して５ｍｍあるいは１０ｍｍと段階的に下げ、１２日後に設定刈り高さに下げ終わるような芝刈り作業を想定する。
尚、ここで５ｍｍなどと微小量ずつ下げるのは、芝を細かく刈り取り、そのまま落下させて芝の間に埋没させるためである。換言すれば、大きな切片に刈り取って落下させた後に腐食させることなどがないようにするためである。
Ｓ１２の作業においては高位側の６０ｍｍの高さで作業エリアＡＲの一角から芝刈り作業を開始し、作業エリアＡＲをランダムに走行しながら、その高さでの芝刈り作業を実施する。
次いでＳ１４に進み、３日間作業を実施したか否か判断し、否定されるときはＳ１２に戻って上記した作業を継続する。Ｓ１２からＳ１４の処理を経ることによって予定通り３日間作業したことになる。
３日間の作業が終了してＳ１４で肯定されるときはＳ１６に進み、ユーザによって設定された設定刈り高さまで既に到達していないか否か判断する。最初のプログラムループの場合には６０ｍｍの高さから開始しているので、この判断は当然肯定されるが、何回目からのプログラムループで否定されるときは以降の処理をスキップする。
Ｓ１６で肯定されるときはＳ１８に進み、先に述べた如く、刈り高さを５ｍｍ下げる。即ち、目標刈り高さを５５ｍｍに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも５５ｍｍに調節する。次いでＳ２０，Ｓ２２と進み、５ｍｍ下げた刈り高さで１日間作業を実施する。
次いでＳ２４に進み、設定刈り高さまで既に到達していないか否か再び判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ２６に進み、現状の高さと設定値の差分を算出する。即ち、最初のプログラムループであれば現在の目標刈り高さ（５５ｍｍ）と設定刈り高さ（３０ｍｍ）の差分（２５ｍｍ）を算出する。
次いでＳ２８に進み、設定値（設定刈り高さ）まで１０ｍｍ以上あるか否か判断し、否定されるときはＳ１８に戻る。
他方、Ｓ２８で肯定されるときはＳ３０に進み、刈り高さを１０ｍｍ下げる。即ち、目標刈り高さを３０ｍｍあるいはその付近に設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さを３０ｍｍあるいはその付近に調節する。次いでＳ３２，Ｓ３４と進み、１０ｍｍ下げた刈り高さで２日間作業を実施する。
次いでＳ３６に進み、設定刈り高さまで既に到達していないか否か再び判断し、肯定されときはＳ１８に戻って以上の処理を繰り返す。一方、Ｓ３６で否定されるときはＳ３８に進み、設定刈り高さを維持する。即ち、目標刈り高さを設定刈り高さに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも設定刈り高さに調節する。
図１２はこの自律走行作業車の制御装置の動作の別の例を示すフロー・チャートである。同図のプログラムも図１１と同じ生育状況などを前提とすると共に、図１１の場合に比し、作業エリアＡＲで部分的に芝が生育し過ぎているような場合を前提とする。
以下説明すると、図示のプログラムもユーザによってメインスイッチ６４がオンされたときに実行され、先ずＳ１００においてユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力する。
次いでＳ１０２に進み、入力されたユーザの設定刈り高さ（３０ｍｍ）で芝刈り作業を実施し（目標刈り高さを３０ｍｍに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも３０ｍｍに調節し）、次いでＳ１０４に進んで作業時の負荷が高い、具体的には所定値より高いか否か判断する。
作業機はブレード２０と電動モータからなる作業モータ２２で構成されることから、この判断は、電流センサ６２で検出される作業モータ２２の消費電流を適宜設定される所定値と比較し、所定値以下か否か判断することで行う。所定値は実験により求めた値、あるいは既定期間、例えば昨年１年間の消費電流の平均値から設定される。。
Ｓ１０４で否定されるときはＳ１０２に戻ると共に、肯定されるときはＳ１０６に進み、刈り高さを１０ｍｍ上げる。即ち、目標刈り高さを４０ｍｍに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも４０ｍｍに調節する。
ここで刈り高さを上げるのは作業エリアのその部位で芝が所期の値以上に生育していると予想されるためである。次いでＳ１０８，Ｓ１１０と進み、１０ｍｍ上げた刈り高さで１日間作業を実施する。
次いでＳ１１２に進み、作業時の負荷が低い、具体的には前記した所定値より低いか否か判断する。
Ｓ１１２で否定されるときはＳ１０６に戻ると共に、肯定されるときはＳ１１４に進み、現状の高さと設定値の差分を算出する。即ち、最初のプログラムループであれば現在の目標刈り高さ（４０ｍｍ）と設定刈り高さ（３０ｍｍ）の差分（１０ｍｍ）を算出する。
次いでＳ１１６に進み、刈り高さを５ｍｍ下げる。即ち、目標刈り高さを３５ｍｍに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも３５ｍｍに調節する。次いでＳ１１８，Ｓ１２０と進み、５ｍｍ下げた刈り高さで１日間作業を実施する。
次いでＳ１２２に進み、ユーザによって設定された設定刈り高さまで既に到達していないか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする一方、肯定されるときはＳ１２４に進み、現状の高さと設定値の差分を算出する。
次いでＳ１２６に進み、設定値（設定刈り高さ）まで１０ｍｍ以上あるか否か判断し、否定されるときはＳ１１６に戻る一方、肯定されるときはＳ１２８に進み、刈り高さを１０ｍｍ下げる。
即ち、目標刈り高さを３０ｍｍあるいはその付近に設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さも３０ｍｍあるいはその付近に調節する。次いでＳ１３０，Ｓ１３２と進み、１０ｍｍ下げた刈り高さで２日間作業を実施する。
次いでＳ１３４に進み、設定刈り高さまで既に到達していないか否か再び判断し、肯定されときはＳ１１６に戻って以上の処理を繰り返す一方、否定されるときはＳ１３６に進み、設定刈り高さを維持する。即ち、目標刈り高さを設定刈り高さに設定すると共に、ブレード２０の接地面ＧＲからの高さを設定刈り高さに調節する。
上記した如く、この実施形態にあっては、作業エリアＡＲを自律走行しながら作業機（ブレード２０、作業モータ２２）で芝刈り作業を実施する自律走行作業車１０の制御装置において、ユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力する設定刈り高さ入力部（ＥＣＵ４４，４４ａ１，Ｓ１０，Ｓ１００）と、前記設定刈り高さ入力部で入力された設定刈り高さに基づいて前記設定刈り高さより高位側に目標刈り高さを設定すると共に、前記設定刈り高さに到達するまで、前記目標刈り高さを所定量（例えば５ｍｍあるいは１０ｍｍ）ずつ下げるように変更する目標刈り高さ設定部（ＥＣＵ４４，４４ａ２，Ｓ１２からＳ３６，Ｓ１０２からＳ１３４）と、前記目標刈り高さ設定部で設定された目標刈り高さに基づいて前記作業機の接地面からの高さを調節する刈り高さ調節部（ＥＣＵ４４，４４ａ３，Ｓ１２，Ｓ１８，Ｓ３０，Ｓ１０２，Ｓ１０６，Ｓ１１６，Ｓ１２８）を備え、前記目標刈り高さ設定部は、前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標刈り高さを前記所定量ずつ下げると共に、前記所定量下げても前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標設定刈り高さを前記所定量より大きな規定量ずつ下げ（Ｓ１６からＳ３６，Ｓ１２２からＳ１３４）、前記所定量ずつ下げても前記設定刈り高さに到達しないときは、前記目標設定刈り高さと現状の高さの差分が前記規定量以上の場合、前記目標設定刈り高さを前記規定量ずつ下げる（Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ１２４，Ｓ１２６）如く構成、さらには作業エリアを自律走行しながら作業機で芝刈り作業を実施す自律走行作業車の制御装置において、ユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力する設定刈り高さ入力部（ＥＣＵ４４，４４ａ１，Ｓ１０，Ｓ１００）と、前記作業機の負荷を検出する負荷検出部（ＥＣＵ４４，４４ａ４，Ｓ１０４，Ｓ１１２）と、前記設定刈り高さ入力部で入力された設定刈り高さに基づいて前記負荷検出部で検出された作業機の負荷が所定値より大きいときは上げる一方、前記負荷検出部で検出された作業機の負荷が前記所定値より小さいときは下げるように目標刈り高さを設定すると共に、前記設定刈り高さに到達するまで、前記目標刈り高さを所定量（例えば５ｍｍあるいは１０ｍｍ）ずつ下げるように変更する目標刈り高さ設定部（ＥＣＵ４４，４４ａ２，Ｓ１２からＳ３６，Ｓ１０２からＳ１３４）と、前記目標刈り高さ設定部で設定された目標刈り高さに基づいて前記作業機の接地面からの高さを調節する刈り高さ調節部（ＥＣＵ４４，４４ａ３，Ｓ１２，Ｓ１８，Ｓ３０，Ｓ１０２，Ｓ１０６，Ｓ１１６，Ｓ１２８）とを備え、前記目標刈り高さ設定部は、前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標刈り高さを前記所定量ずつ下げると共に、前記所定量下げても前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標設定刈り高さを前記所定量より大きな規定量ずつ下げ（Ｓ１６からＳ３６，Ｓ１２２からＳ１３４）、前記所定量ずつ下げても前記設定刈り高さに到達しないときは、前記目標設定刈り高さと現状の高さの差分が前記規定量以上の場合、前記目標設定刈り高さを前記規定量ずつ下げる（Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ１２４，Ｓ１２６）如く構成したので、作業機の高さを自動的に変更することができて芝をユーザによって設定された設定刈り高さに常に維持することができると共に、ユーザの煩瑣を解消することができる。また、作業機の負荷が大きいときに刈り高さを上げることで、作業機の負荷を減らし（搭載電池３２の消費を抑え）、よって作業時間を長く確保することができる。さらに、上記した効果に加え、作業機の高さをより精緻に変更することができて芝を設定刈り高さに一層良く維持することができる。
また、前記所定値は、既定期間における前記作業機の負荷の平均値である如く構成したので、上記した効果に加え、作業機の負荷を一層精度良く検出することができる。
また、前記作業車１０はメインスイッチ６４を備え、前記設定刈り高さ入力部は、前記メインスイッチがオンされたとき、前記設定刈り高さを入力する（Ｓ１０，Ｓ１００）如く構成したので、上記した効果に加え、ユーザの負担を一層軽減することができる。
尚、上記において刈り高さを５ｍｍあるいは１０ｍｍと段階的に変更するようにしたが、それは例示であって、それに限定されるものではない。
また、１日、３日などと作業を実施して変更するようにしたが、それに限られるものではなく、期間はどのようなものであっても良い。
１０ 自律走行作業車（作業車）、１２ 車体、１４ 前輪、１６ 後輪、２０ ブレード（作業機）、２２ 電動モータ（作業モータ。作業機）、２６ 電動モータ（原動機。走行モータ）、３０ 搭載充電ユニット、３２ 搭載電池、３４ 電池充電端子、３６ 磁気センサ（３６Ｌ 第１磁気センサ，３６Ｒ 第２磁気センサ）、４４ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）、４４ａ１ 設定刈り高さ入力部、４４ａ２ 刈り高さ設定部、４４ａ３ 刈り高さ調節部、４４ａ４ 負荷検出部、４６ 角速度センサ、５０ 加速度センサ、５２ 方位センサ、５４ ＧＰＳセンサ、５６ 車輪速センサ、６２ 電流センサ、７０ ディスプレイ、７２ エリアワイヤ、７６ 充電ステーション（ＳＴ）、８４ 充電器、８６ 充電端子、１００ ブレード高さ調節モータ、ＡＲ 作業エリア

Claims (4)

  1. 作業エリアを自律走行しながら作業機で芝刈り作業を実施する自律走行作業車の制御装置において、
    ユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力する設定刈り高さ入力部と、
    前記設定刈り高さ入力部で入力された設定刈り高さに基づいて前記設定刈り高さより高位側に目標刈り高さを設定すると共に、前記設定刈り高さに到達するまで、前記目標刈り高さを所定量ずつ下げるように変更する目標刈り高さ設定部と、
    前記目標刈り高さ設定部で設定された目標刈り高さに基づいて前記作業機の接地面からの高さを調節する刈り高さ調節部とを備え、
    前記目標刈り高さ設定部は、前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標刈り高さを前記所定量ずつ下げると共に、前記所定量下げても前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標設定刈り高さを前記所定量より大きな規定量ずつ下げ、前記所定量ずつ下げても前記設定刈り高さに到達しないときは、前記目標設定刈り高さと現状の高さの差分が前記規定量以上の場合、前記目標設定刈り高さを前記規定量ずつ下げることを特徴とする自律走行作業車の制御装置。
  2. 作業エリアを自律走行しながら作業機で芝刈り作業を実施する自律走行作業車の制御装置において、
    ユーザによって設定された芝刈り作業の設定刈り高さを入力する設定刈り高さ入力部と、
    前記作業機の負荷を検出する負荷検出部と、
    前記設定刈り高さ入力部で入力された設定刈り高さに基づいて前記負荷検出部で検出された作業機の負荷が所定値より大きいときは上げる一方、前記負荷検出部で検出された作業機の負荷が前記所定値より小さいときは下げるように目標刈り高さを設定すると共に、前記設定刈り高さに到達するまで、前記目標刈り高さを所定量ずつ下げるように変更する目標刈り高さ設定部と、
    前記目標刈り高さ設定部で設定された目標刈り高さに基づいて前記作業機の接地面からの高さを調節する刈り高さ調節部とを備え、
    前記目標刈り高さ設定部は、前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標刈り高さを前記所定量ずつ下げると共に、前記所定量下げても前記設定刈り高さに到達しないときは前記目標設定刈り高さを前記所定量より大きな規定量ずつ下げ、前記所定量ずつ下げても前記設定刈り高さに到達しないときは、前記目標設定刈り高さと現状の高さの差分が前記規定量以上の場合、前記目標設定刈り高さを前記規定量ずつ下げることを特徴とする自律走行作業車の制御装置。
  3. 前記所定値は、既定期間における前記作業機の負荷の平均値であることを特徴とする請求項２記載の自律走行作業車の制御装置。
  4. 前記作業車はメインスイッチを備え、前記設定刈り高さ入力部は、前記メインスイッチがオンされたとき、前記設定刈り高さを入力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自律走行作業車の制御装置。
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